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Modelo Matemático
Descripción
Modelo Método D5 - Oceanografía Bajo Hielo
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
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Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Perfiles CTD y propiedades hidrográficas
El CTD desciende a través de un agujero perforado en el hielo o desde un barco en hielo abierto y observa cómo cambian temperatura y salinidad con la profundidad. Conductividad, temperatura y profundidad son las mediciones instrumentales que permiten construir el perfil vertical hidrográfico. Temperatura y salinidad son las variables que cruzan hacia el cálculo de densidad y estratificación. El storyboard no entrega ecuaciones de calibración del CTD ni una relación funcional explícita entre conductividad y salinidad.
Grupo 2: Grupo 2: Densidad y estratificación vertical
Los perfiles verticales de temperatura y salinidad determinan la densidad del agua oceánica en cada profundidad. La variación vertical de densidad organiza el océano en capas y define su estratificación. Por ello, cambios en temperatura o salinidad modifican la densidad y pueden alterar la identidad y disposición de las capas de agua. El storyboard especifica la dirección causal, pero no una ecuación de estado ni un criterio cuantitativo de estabilidad.
Grupo 3: Grupo 3: Amarra oceánica y variabilidad temporal
Una amarra fija anclada al fondo registra series temporales continuas de velocidad, temperatura y salinidad. Esas series capturan variabilidad temporal impuesta por las mareas y permiten detectar intrusiones ocasionales de agua templada. Las mareas actúan sobre las variables observadas, mientras que las intrusiones aparecen como episodios térmicos y dinámicos en el lugar de la amarra. No se especifican amplitudes, periodos ni umbrales numéricos para declarar una intrusión.
Grupo 4: Grupo 4: AUV, geometría subglacial y flujo de calor
Un vehículo autónomo submarino opera directamente bajo una plataforma de hielo sin conexión con la superficie durante varias horas. Durante el recorrido mapea la batimetría de la base de la plataforma y los flujos de calor oceánico que llegan a esa base. La geometría subglacial y la distribución espacial del flujo de calor constituyen observables que cruzan hacia la interpretación del contacto océano–hielo. El storyboard no define una ley que conecte batimetría y flujo de calor.
Grupo 5: Grupo 5: Capas de agua e intrusión de Agua Profunda Circumpolar
La combinación de observaciones permite identificar las distintas capas de agua que interactúan con la base de la plataforma. Entre ellas destaca el Agua Profunda Circumpolar, caracterizada en el texto por temperaturas positivas. Esta masa de agua penetra hacia las cavidades bajo el hielo, de modo que su presencia, temperatura y acceso a la cavidad conectan la estructura hidrográfica con el suministro de calor basal. No se proporciona un umbral de identificación más preciso que la temperatura positiva ni una función de penetración.
Grupo 6: Grupo 6: Transporte de calor hacia la base del hielo
El océano transporta calor hacia la base de la plataforma de hielo y ese calor es el agente principal del deshielo basal descrito. Los perfiles, las series temporales y los mapas del AUV aportan información complementaria sobre el agua disponible, su movimiento y el flujo térmico que alcanza la interfaz. Una intrusión de agua templada incrementa el acceso de calor a la cavidad y, por tanto, el forzamiento térmico basal. El storyboard no proporciona una ecuación cuantitativa de transporte ni separa explícitamente contribuciones advectivas y turbulentas.
Grupo 7: Grupo 7: Fusión basal y retroalimentación del manto de hielo
El calor oceánico que llega a la base funde el hielo desde abajo. Para la intrusión de Agua Profunda Circumpolar el storyboard entrega un observable de resultado: tasas de fusión basal entre uno y cien metros por año. La fusión basal cierra el vínculo causal entre el calor transportado por el océano y la pérdida de hielo de las plataformas flotantes. Además, el texto identifica este mecanismo como una retroalimentación especialmente activa en la inestabilidad de mantos de hielo apoyados sobre el mar, aunque no especifica una función matemática para esa retroalimentación.
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